[发明专利]一种用于含Cr油管的高温酸化缓蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油、天然气油井含Cr油管的高温酸化缓蚀剂。

背景技术

在高温模拟环境中，对含Cr管材进行酸化时，采用碳钢高温酸化缓蚀剂后，试样局部腐蚀很严重，80℃对盐酸腐蚀速率最小值为26.06g/(m2·h)，试样表面有较大面积的腐蚀；对土酸腐蚀速率均在100g/(m²·h)以上，远远超出了SY/T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，试样表面有大面积的金属脱落，说明普通碳钢用酸化缓蚀剂对含Cr管材没有好的缓蚀效果。

常用酸化缓蚀剂在高温下基本对含Cr油管基本没有缓蚀作用。分析原因：主要是含Cr材料的特殊性。在强酸环境中，普通碳钢表面容易形成钝化膜，酸化缓蚀剂阻止了酸液对碳钢的进一步腐蚀，而添加普通碳钢酸化缓蚀剂后，含Cr材料腐蚀速度加剧，说明常用碳钢酸化缓蚀剂形成的缓蚀膜不能很好阻止含Cr材料酸化腐蚀。

为了解决CO₂腐蚀问题，国内已经大规模采用含Cr管材(例如超级13Cr，普通13Cr，以及3～5Cr油管)，在高温下(井深超过5000米)传统的碳钢缓蚀剂不能对其进行很好的缓蚀；为了解决含Cr材料的酸化腐蚀问题，特别是超级13Cr油管的酸化腐蚀问题，必须要研究一种全新的酸化缓蚀剂。

发明内容

本发明的目的是研制出一种多层强吸附型的含Cr油管用高温酸化缓蚀剂，解决土酸和高浓度盐酸对含Cr油管在高温下的酸化腐蚀问题。

本发明所述的含Cr油管的高温酸化缓蚀剂由喹啉季铵盐或喹啉衍生物季铵盐为主的主剂A，以曼尼希碱和含Cr的金属盐为主的助剂B组成，实际应用中按重量份A∶B＝2～1.5∶1。

主剂A组成按重量份为：25～35份喹啉季铵盐或喹啉衍生物季铵盐；5～10份碘化钾和40～60份有机溶剂甲醇或甲醛；

喹啉衍生物季铵盐是甲基喹啉季铵盐、2-甲基喹啉季铵盐或异喹啉季铵盐。

助剂B组成按重量份为：30～50份曼尼希碱，15～35份丙炔醇，5～10份氯化铬和20～35份甲醛；曼尼希碱由苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。  在液相腐蚀环境中，主剂和辅助剂相互促进、相互补充双重作用于金属表面，牢固地吸附在金属表面，形成多层网状致密保护膜，阻隔酸液与金属基体的接触，无点蚀、坑蚀等现象，适用温度可高达140℃。

发明的效果

在15％HCl+3％HF土酸和20％盐酸环境中，在100℃、120℃和140℃对超级13Cr缓蚀均符合酸化标准要求，根据SY/T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，该酸化缓蚀剂在140℃以下腐蚀速率均低于40g/m²h；达到一级标准要求，解决了含Cr钢在高温油井的酸化腐蚀问题。

具体实时方式

实施例1

主剂A组成按重量份为：25份喹啉季铵盐、5份碘化钾，40份有机溶剂甲醇；

助剂B组成按重量份为：30份曼尼希碱，15份丙炔醇，10份氯化铬，20份甲醛；

使用时按重量份A∶B＝2∶1，温度在120℃使用传统碳钢酸化缓蚀剂(使用量5％质量浓度)后，超级13Cr管材试样腐蚀速率300g/m²h以上，加入含Cr管材专用酸化缓蚀剂(使用量3％质量浓度)后，试样表面基本无腐蚀。

实施例2

主剂A组成按重量份为：35份2-甲基喹啉季铵盐，10份碘化钾，60份有机溶剂甲醛；

助剂B组成按重量份为：50曼尼希碱，35丙炔醇，5氯化铬，35甲醛；曼尼希碱由苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。

使用时按重量份A∶B＝1.5∶1，温度在100℃对超级13Cr管材使用含Cr油管的高温酸化缓蚀剂，使用量3％质量浓度后，试样表面基本无腐蚀。

实施例3

主剂A组成按重量份为：40份2-甲基喹啉季铵盐，8份碘化钾，50份有机溶剂甲醇；

助剂B组成按重量份为：40份曼尼希碱，30份丙炔醇，10份氯化铬，30份甲醛；曼尼希碱由苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。

使用时按重量份A∶B＝1.8∶1，温度在140℃对超级13Cr管材使用含Cr油管的高温酸化缓蚀剂，腐蚀速率均低于40g/m²h，达到一级标准要求。

实施例4

主剂A组成按重量份为：40份异喹啉季铵盐，8份碘化钾，50份有机溶剂甲醇；

助剂B组成按重量份为：40份曼尼希碱，30份丙炔醇，8份氯化铬，30份甲醛；曼尼希碱由苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。

使用时按重量份A∶B＝2∶1，温度在120℃对超级13Cr管材使用含Cr油管的高温酸化缓蚀剂，腐蚀速率均低于40g/m²h，达到一级标准要求。